CN116217079A - 一种响应紫外光建筑玻璃的制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种响应紫外光建筑玻璃的制备方法及应用，包括按以下摩尔百分比的原料：(35～40％)SiO2，(10～16)％Al2O3，(25～30)％B2O3，(12～16)％K2CO3，(0.5～1.5)％AgCl，(0.05％)Cu2O，(0～5)％SrCO3，烧结温度1550℃，烧结时间30min。本发明制备的高透明的玻璃，当强烈的阳光照射玻璃，玻璃能够吸收光线中的紫外光波段，从而变暗。一方面可以减少紫外光对人体的辐射，另一方面，通过玻璃暗化程度来降低室内的温度。更重要的是，当太阳光线变弱或者无阳光照射时，玻璃可以恢复至初始状态。因此，在建筑工程中有很大的应用潜力，可以作为一种新型特定的智能窗户，且该方法操作简单，有利于实现工业化。
Description
技术领域
本发明属于建筑玻璃以及建筑工程材料领域，具体涉一种响应紫外光建筑玻璃的制备方法及应用。
背景技术
现如今，随着建筑工程行业的发展，越来越多以新材料和环保材料建成的建筑物和构筑物出现在人们的视野，如滨州博海先进技术研究院、浙江空港航空产学研基地等等。人类对建筑物的功能要求已经不是简简单单的停留在能遮风挡雨，随着时代的发展，绿色建筑设计理念和可持续发展理念被提出，人类对建筑物的功能以及环保性提出了更高的要求，以促进了土木工程材料的飞快发展。
未来土木工程材料的发展将会向着多元化以及环保层面发展。而玻璃作为建筑物的重要组成部分，有着美观、采光、安全、保温隔热等重要作用。然而目前新型智能窗户通常是利用有机、无机夹层作为智能窗户的光敏层，会产生如下问题：
1、智能窗户的光敏层主要组分为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋，具有一定的毒性，光敏层通过一定光波照射后达到电阻阻值变化,再进行响应至对应单片机或者PLC来控制智能窗的关闭，从而来遮挡紫外线对人体的伤害，导致感光到关闭智能窗过程速度较慢，长时间使用会导致光敏层失效。
2、现有的智能窗户长时间使用后玻璃层和光敏层会失效，从而会频繁更换智能窗户的玻璃层和光敏层，会导致目前采用的智能窗使用过程中使用大量材料从而增加成本和污染。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种响应紫外光建筑玻璃的制备方法，可制备一种能够吸收紫外光源、成本低且抗疲劳性好的功能玻璃。光致变色玻璃为未来建筑工程中玻璃发展提供了一条重要的思路，未来有望在建筑工程中得到广泛利用。
为了达到解决上述技术问题的技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种响应紫外光建筑玻璃的制备方法，包括如下步骤：
按照摩尔百分比为(35～40)％SiO2，(10～16)％Al2O3,(25～30)％B2O3，(12～16)％K2CO3，(0.5～1.5)％AgCl，0.05％Cu2O，(0～5)％SrCO3，称量至玛瑙研钵进行研磨；其次将研磨后的混合物烧结、加热得到驱体玻璃；再将躯体玻璃保温并随炉冷却，最后将其进行打磨、抛光；
进一步地，所述烧结前需要将研磨混合物混合均匀，移至高温箱式炉，空气气氛中，在1550℃的条件下烧结30min；
进一步地，所述加热时需要将玻璃液移至预先加热到约300℃的黄铜模具上，加热10min，得到前驱体玻璃；
进一步地，所述驱体玻璃需要保温的温度为600℃，持续2小时，并随炉冷却至室温；
进一步地，所述打磨、抛光需要在抛光机上持续进行20分钟。
本发明的目的在于提供一种响应紫外光建筑玻璃的制备方法及其智能窗应用。
本发明的有益效果是：
1、本发明所制备的透明玻璃，能够吸收阳光中的紫外线，玻璃由透明状态变暗，从而减少阳光中紫外线对人体的辐射。当阳光没有照射玻璃或者阳光中紫外线很弱时，变暗的玻璃逐渐恢复至初始透明状态，从而拥有较好的响应时间，直接通过感光从而达到材质上防紫外线，无需像如今的智能窗通过机械控制结构来关闭窗子而达到防紫外线的一个目的。并且，由于玻璃具有较好的机械性能、高透明度以及抗疲劳性能好，可以在建筑工程中得到广泛利用。
2、本发明所制备的玻璃相对于目前智能窗响应速度快，从而防止紫外线对人体的损害。可长期响应紫外线光波的波段，并替代光敏层在智能窗中的应用，有效的节省材料，减少光敏层的使用从而降低光敏层废料的产生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1-是在600℃退火时间1小时，透明的玻璃在阳光辐照前、辐照后、褪色后的视图；
图2-是在600℃退火时间2小时，透明的玻璃在阳光辐照前、辐照后、褪色后的视图；
图3-是玻璃在600℃退火2小时，测得玻璃在阳光照射前后的透过光谱图。
图中各标号为：1-a图是在600℃退火1小时所制备玻璃的初始照片，1-b图是在阳光辐照后的图片，1-c图在自然状况下恢复至初始状态的玻璃图片；2-a图是在600℃退火2小时所制备玻璃初始状态的图片，2-b图是600℃退火2小时在阳光辐照一定时间后的图片,2-c图是600℃退火2小时在自然状况下恢复至初始状态的玻璃图片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例基于一种响应紫外光建筑玻璃的制备方法，其具体详细步骤如下：
步骤1：设计玻璃配比，并计算，准备原料(35～40)％SiO2，(10～16)％Al2O3,(25～30)％B2O3，(12～16)％K2CO3，(0.5～1.5)％AgCl，0.05％Cu2O，(0～5)％SrCO3。称取10g至玛瑙研钵。
步骤2：将混合均匀原料移至高温箱式炉，空气气氛中，在1550℃烧结30min。
步骤3：将玻璃液移至预先加热到300℃的黄铜模具上，保温10min，得到前驱体玻璃。
步骤4：将步骤3中的前驱体玻璃，移至小型德国炉，在600℃保温1小时，随炉冷却至室温。
步骤5：将步骤4得到的玻璃，在抛光机上，打磨、抛光20分钟，得到能够响应紫外光波段建筑玻璃。
本实施例制备能够响应紫外光波段建筑透明玻璃如图1中图a所示，600℃保温1小时的玻璃呈现透明无色。玻璃在阳光辐照一段时间后，发生了明显的颜色变化，呈现出暗黑色,如图b所示，而当玻璃在无阳光辐照时，玻璃会逐渐恢复至初始的状态，如图c所示。因此该基于能够响应紫外光波段建筑透明玻璃的制备方法制备可拓展其在建筑领域的应用。
实施例2
本实施例基于一种响应紫外光建筑玻璃的制备方法，其具体详细步骤基本和实施例1基本相同，不同之处在于步骤4中在600℃保温需要持续2小时，随炉冷却至室温。本实施例制备能够响应紫外光波段建筑透明玻璃如图1中图a所示，玻璃在600℃保温两小时，由于保温时间较长，呈现出暗黑色更暗，玻璃的透明度略微降低，但整体上来说依旧保持较高的透明度，玻璃在阳光辐照一段时间后，也发生了明显的颜色变化如图b所示，而当玻璃在无阳光辐照时，玻璃会逐渐恢复至初始的状态如图c所示。因此该基于能够响应紫外光波段建筑透明玻璃的制备方法制备拓展其在建筑领域的应用，利用玻璃响应阳光中紫外光变色的特性，可以在建筑玻璃、特别涉及智能窗领域得到广泛的应用。
实施例3
本实施例基于一种响应紫外光建筑玻璃的制备方法，其具体详细步骤基本和实施例2基本相同，不同之处在于步骤5后添加步骤6，详细步骤如下：
步骤6：利用装有积分球的分光光度计(U-4100)测得玻璃在太阳光(或者紫外光)照前后的透过光谱。
本实施例将玻璃在600℃保温两小时，通过仪器表征，玻璃在阳光照射前后的透过光谱，阳光照射后，从透过光谱可以看出，在可见光区域的透过率明显下降，如图3所示。因玻璃具有优异的透明性、阳光着色性能，在高原地区，阳光中常常伴随着强烈的紫外线，由于紫外线长时间对人体辐照会造成严重的伤害，因此，本发明制备的高透明玻璃能够吸收阳光中的紫外线，刚好弥补目前智能窗的这一缺陷，在建筑工程等领域具有广泛的应用前景。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种响应紫外光建筑玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按照摩尔百分比为35～40％SiO2，10～16％Al2O3，25～30％B2O3，12～16％K2CO3，0.5～1.5％AgCl，0.05％Cu2O，0～5％SrCO3，称量至玛瑙研钵进行研磨；其次将研磨后的混合物烧结、加热得到驱体玻璃；再将躯体玻璃保温并随炉冷却，最后将其进行打磨、抛光。
2.根据权利要求1所述一种响应紫外光建筑玻璃的制备方法，其特征在于，所述烧结前需要将研磨混合物混合均匀，移至高温箱式炉，空气气氛中，在1550℃的条件下烧结30min。
3.根据权利要求1所述一种响应紫外光建筑玻璃的制备方法，其特征在于，所述加热时需要将玻璃液移至预先加热到约300℃的黄铜模具上，加热10min，得到前驱体玻璃。
4.根据权利要求1所述一种响应紫外光建筑玻璃的制备方法，其特征在于，所述驱体玻璃需要保温的温度为600℃，持续2小时，并随炉冷却至室温。
5.根据权利要求1所述一种响应紫外光建筑玻璃的制备方法，其特征在于，所述打磨、抛光需要在抛光机上持续进行20分钟。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述一种响应紫外光建筑玻璃的制备方法制备的可响应紫外光波玻璃应用于建筑材料领域，特别涉及智能窗领域。
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